Evaluation of emasculation and selfpollination on bati sei in morphologicalmutants ofthe flowering time ofUpland cotton as a function.

Fanuel Pereira da Silva*Cândida Hermínia C. de Magalhães**Maria Andrea Borges Cavalcante**

Maria Glória Carvalho**

RESUMO

Flores de duas linhagens de algodoeiro herbáceo, Gossypium hirsutum L., contendo as característicasmorfológicas bráctea 'trego ", folha "okra" e planta vermelha foram emasculadas. Após a polinização manual, aspercentagens de frutos vingados foram anotadas durante sete semanas. A remoção das anteras no estágio de botãofloral, antes da antese, necessariamente impõe injúrias às flores e, a priori, aquelas menos afetadas terão chancesmaiores de vingamento de frutos. Neste trabalho, no entanto, não se identificou redução significativa no vingamentode frutos associados com a emasculação quando comparada com a autopolinização das flores nas primeiras semanasde florescimento. A redução tanto no número de vingamentos dos cruzamentos, quanto das auto fecundações foi maisassociada com o progresso do crescimento da planta durante a estação. São apresentadas equações de regressãomostrando a relação entre a percentagem de sucesso de vingamento em função do número de dias decorridos após o

plantio.

PALA VRAS-CHA VE: Vingamento de frutos, mutantes morfológicas de algodão e algodão herbáceo.

SUMMARY

Flowers of two strains of Gossypium hirsutum L. canying the mo1phological characters frego bract, okra leal andred plant were emasculated. After hand pollination percent fruit ser was recorded during seven weeks. The rem oval of theanthers in the late stage of the flower bud inflicts injury to the flowers, therefore, it would be expected, that the buds whichsuffer less injury will have more chances of setting and maturing a fruit. In this study, however, there was no significantreduction in fruit ser associated with emasculation when compared to selfpollinated flowers in the first weeks of flowering.The reduction of both hand cross and selfpollination was more associated with the progress of the plant growth during theseason. Regression equations are presented showing the relationship between the number of days from planting and thepercent offruit ser.

KEY-WORDS: fruit set, morphological cotton mutants, upland cotton.

* Prof. do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal do Ceará.** Alunas de Graduação em Agronomia e Bolsistas do Programa PET.

10 Ciência Agronômica ° Yolume26 ° Número 1/2°1995

INTRODUÇÃO MATERIAL E MÉTODOS

Duas linhagens mutantes morfológicos de algodoeiro

herbáceo (G. hirsutum L) foram plantadas durante o segundo

semestre de 1995, em canteiros de 10m2, no Campus do Centro

de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Ceará. Este

plantio recebeu as adubações e tratamentos fitossanitários

recomendados para a cultura.

A primeira linhagem continha os dois mutantes

bráctea "frego" e folha "okra" (BFFO) e foi obtida a partir do

cruzamento entre um mutante bráctea "frego" encontrado em

um campo comercial de algodoeiro herbáceo, em Patos,

Parat'ba, e um cultivar americano, denominado de Stoneville7-A

que continha a folha "okra". A segunda linhagem, oriunda

do Centro Nacional de Pesquisa do Algodão e introduzida

dos Estados Unidos da América, é denominada de "Red

Plant", pois todas as suas partes contêm cores avermelhadas.

Os cruzamentos entre as duas linhagens e os seus

recíprocos, bem como as autopolinizações, foram realizados em

26 e 23 plantas, respectivamente, dos mutantes "Red Plant" e

BFFO. O procedimento para os cruzamentos e os cruzamentos

recíprocos consistiu na emasculação dos botões florais na tarde

anterior à antese. Os estigmas das flores emasculadas foram

protegidos com pedaços de tubos de cartolina para evitar a

contaminação por pólen estranho. As flores usadas como

progenitoras masculinas tiveram as pontas das coro Ias dosbotões florais amarradas no dia anterior à ante se. A polinização

manual foi realizada aplicando-se o pólen diretamente nas anteras

das flores emasculadas, sendo as mesmas posteriormente

protegidas com um tubo de cartolina, e as identificações foram

anotadas em etiquetas apropriadas.

As anotações nas etiquetas permitiram

identificar a data e o número do cruzamento e autopo-

linizações, de tal modo que, por ocasião da colheita, foi

possível agrupar os capulhos colhidos de acordo com as

semanas. Equações de regressão foram calculadas para o

sucesso de vingamento de frutos em função da época de

plantio, tanto para o cruzamento e seu recíproco, quanto

para as autopolinizações efetua das nos progenitores. Os

cruzamentos foram realizados por quatro operadores

diferentes e por isto as diferenças entre operadores foram

também verificadas através do teste do x2.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

o sucesso na obtenção de f111tos após a polinização

de flores emasculadas varia com o local, estação, espécie e

cultivar. Em G. hirsutum L., percentagens de sucesso de 50%

foram registradas no Texas, Estados Unidos, por LEE9, sendo

que aquela percentagem decresceu com o progresso da estaçãode crescimento. Por outro lado, o mesmo autor registrou para

a mesma espécie percentagens de sucesso de até 90% em

cruzamentos realizados em condições de campo e de casa-de-

vegetação. BROWN & LEE2 registraram percentagens que

variaram de 70 a 80% na espécie Gossypium barbadense L.

Um dos primeiros trabalhos sobre a floração e

percentagem de retenção de f111tos no algodoeiro foi escrito

por MASON12. Segundo este autor, uma planta de algodoeiro

podia reter tantos frutos quanto ela podia suprir com

carboidratos, nitrogênio e outros nutrientes. Esta linha de

pensamento ficou conhecida como "teoria nutricional" da

queda da maçã. Os estudos de EA TON & ERGLE3, no entanto,

não demonstraram diferenças nas concentrações de

carboidratos e nitrogênio em plantas que estavam

apresentando queda de suas estruturas f111tíferas e aquelas que

as estavam retendo. Baseado nestas observações, os autores

propuseram que a retenção ou não de frutos de algodoeiros

provavelmente estava mais relacionada com fenômenos

ligados a hormônios do que com nutrientes. MORGAN et

al.13, LIPE & MORGAN1o.11, estudaram o tempo decorrido

para a produção de etileno em f111tos de algodoeiro. Estes

autores encontraram quantidades significativas de etileno em

f111tos em desenvolvimento durante o período que antecedia

à abscisão. Após a antese, a produção de etileno decresceu a

níveis muito baixos em flores que permaneceram nas plantas

em quatro dias, enquanto a produção de etileno atingiu o

máximo em dois a quatro dias após a antese naqueles f111tos

que sofreram abscisão.

GUINN4.S mostrou que a produção de etileno em

frutos de algodoeiros aumentava durante a estação de

crescimento, sendo que, tanto a produção de etileno quanto

a abscisão das maçãs aumentavam a um valor máximo, logo

antes da irrigação.

O cruzamento manual no algodoeiro, Gossypium

spp., requer que as estruturas masculinas sejam removidas das

flores antes da antese. Entretanto, a remoção das anteras dos

botões florais necessariamente impõe injúrias às flores de modo

a influenciar a percentagem de sucesso no vingamento.

Os objetivos do presente trabalho foram: a) verificar

as percentagens de vingamento, tanto dos cruzamentos quanto

das autopolinizações; b) comparar as percentagens de sucesso

de flores emasculadas e polinizadas manualmente com as

autofecundadas durante a estação de crescimento prevalecente

no ano de 1995 no município de Fortaleza Ceará, Brasil.

A Tabela I apresenta os dados relativos àspercentagens de sucesso dos cruzamentos realizados entrea linhagem planta de coloração vermelha, como progenitorfeminino, e a linhagem contendo os mutantes morfológicosbráctea "frego", folha "okra", como progenitor masculino.

Ciência Agronômica. Volume 26. Número 1/2.1995

Tabela 1. Percentagens de sucessos dos cruzamentos entre a linhagem contendo o mutante morfológico plantade coloração vernlelha com a que contém os mutantes morfológicos bráctea "frego", folha "okra" eautopolinizações do progenitor feminino. Fortaleza, Ceará, Brasil, 1995.

N° de diasapós o plantio %deCruzamentos Autopolinizações %de

N°realizados N° vingados Sucesso N° realizados N° vingados Sucesso

60 37 32 86,49 60 48 80,00

67 30 24 80,00 85 69 81,20

74 76 54 71,05 139 99 71,20

81 61 34 55.74 R4 47 55,90

88 40 15 37.50 56 16 28,60

95 25 9

102 8 3 37,50

o exame da Tabela I mostra que há decréscimos

nas percentagens de sucessos dos cruzamentos e

autofecundações à medida em que o período de florescimento

vai se aproximando do fmal. Na primeira semana (média de 60

dias após o plantio) de cruzamentos e autofecundações,

observa-se um alto indice de aproveitamento, com valores

em tomo de 80,00% para as autopolinizações e 86,49% para

os cruzamentos. A partir da 2" semana (média de 67 dias após

o plantio), inicia-se um decréscimo nos índices de

aproveitamento nos cruzamentos, que continua até a última

(média de 102 dias após o plantio), com valores em tomo de

30%. A mesma tendência de decréscimo nos índices de

aproveitamento é também observada para as

auto fecundações. As equações de regressão mostrando os

decréscimos das percentagens de vingamento de frutos em

função dos dias decorridos para o plantio, tanto para o

cruzamento envolvendo a linhagem planta vermelha, como

progenitor feminino x linhagem bráctea "frego", folha "okra",

quanto as autofecundações dos progenitores, são

apresentadas nas Figuras I e 2.

Observações desta natureza se revestem de grande

importância para o melhorista que deseja realizar hibridações

manuais no algodoeiro, ou seja, ele deve aproveitar as

primeiras flores logo no início da floração para assegurar um

alto índice de sucesso, tanto dos cruzamentos como das

autopolinizações.

ori)ri)O)t)='

ri)

O)~

~

50 60 70 80 90 100 10

D ias após o plantio

Figura 1 - Equação de regressão da percentagem de vingamento de frutos em função do número de dias após o plantio no cruzamento

envolvendo as linhagens planta vermelha x bráctea "frego", folha "okra".

Ciência Agronômica. Volume 26 . Número 1/2 . 199512

ocncnaiU~cnai

"C

~o .

I I I :

60 65 70 75

I

80

90 -r-I

80t i

70

6050

I4030 !

T

20 ~101-iO+-

55 85 90

Dias após o plantio

Figura 2 - Equação de regressão da percentagem de vingamento de frutos, em função do número de dias após o plantio, na

autofecundação da linhagem progenitora planta de coloração vermelha.

A Tabela 2. Apresenta os dados relativos às percentagens de sucesso dos cruzamentos e autopolinizações realizadasno cruzamento recíproco, ou seja, entre a linhagem mutante morfológico bráctea "frego", folha "okra" x linhagemmutante recessivo planta vermelha.

Tabela 2 - Percentagens de sucessos dos cruzamentos entre a linhagem contendo os mutantes morfológicos bráctea "frego",

folha "okra" com a linhagem planta de coloração vermelha (cruzamento recíproco) e autopolinizações do progenitor feminino.

Fortaleza, Ceará, Brasil, 1995.

N° de diasapós o plantio %de Autopolinizações %deCruzamentos

Sucesso N° realizados N° vingados SucessoN° realizados N° vingados

231

23225119159

50,0058,0042,6025,5015,2020,30

137380774938

10495037

86

76,9267,1262,5048,0516,3315,79

11899642912

606774818895

As equações de regressão, mostrando os

decréscimos das percentagens de vingamento de frutos em

função dos dias decorridos para o plantio para o cruzamento

recíproco e para as auto fecundações da linhagem

progenitora bráctea "frego", folha "okra", são apresentadas

nas Figuras 3 e 4. Apesar da tendência geral de decréscimos,

tanto para os cruzamentos quanto para as autopolinizações,

observa-se que os índices de aproveitamento são menores

quando comparados os cruzamentos com as autofertilizações

apresentadas na Tabela 1.

À semelhança dos cruzamentos eautofecundações anteriores, apresentados na Tabela 1,observa-se um declínio na percentagem de sucesso nosdados mostrados na Tabela 2 à medida que o período deflores cimento progride. As datas das semanas mostramque o progenitor feminino do cruzamento recíproco(linhagem bráctea "frego", folha "okra") é mais tardio noflorescimento, e por isto as datas das semanasapresentadas na Tabela 1 são diferentes das apresentadas

na Tabela 2.

13Ciência Agronõmica o Yolume26 o Número 1/201995

40 -'-o.,.,ao"~.,ao'O

~

30

20

o , 9050 60 70 80

Dias após o plantio

100

Figura 4 - Equação de regressão da percentagem de vingame

autofecundação da linhagem progen

As medidas comparativas dos índices foliares demutantes morfológicos bráctea "frego", folha "okra" foramrealizadas por KOHEL et a/8. Segundo os autores, o menoríndice de área foliar encontrado nesse mutante podeinfluenciar o crescimento da planta. Este fato pode tertambém influenciado as menores percentagens de sucessosobservadas nos cruzamentos e auto fecundações.

As diferenças de vingamento dos frutos, nosperíodos estudados, mostram que há uma tendência maior dequeda naqueles provenientes de flores auto fertilizadas doque nas cruzadas, envolvendo o progenitor bráctea "frego",folha "okra". Nas autofecundações e cruzamentos envolvendoo progenitor mutante morfológico cor vermelha, por outrolado, observou-se o inverso, embora nas duas situações oteste t não tenha mostrado diferenças significativas aos níveisde 5% e I % de probabilidade, respectivamente. SegundoBROWN & LEE2, ocorre uma maior percentagem de queda defrutos em flores cruzadas; isto sugere a presença de umasubstância nas pétalas responsável pela retenção do fruto,ou ainda, a síntese de um produto oriundo da parte afetadada planta capaz de promover a abscisão. ADDICOTTI referiu-

14 Ciência Agronômica. Volume 26 . Número 1/2. 1995

I1to de frutos, em função do número de dias após o plantio, naltora Bráctea "Frego", Folha "Okra".

se ao papel do etileno como um produto da parte afetada daplanta capaz de induzir uma rápida senescência nos tecidosdesta e eventualmente provocar a abscisão na parte afetada.Uma outra observação digna de registro neste contexto é amencionada por HALL et a/6 e HEILMAN et ar. Estesautores detectaram etileno dentro da copa de campos dealgodoeiros e na proximidade de partes de algodoeiros quetinham sido injuriados e mostraram que a substânciapromovia a abscisão dos frutos.

A remoção das anteras de uma flor do algodoeiroprovoca uma injúria extensa no androceu e nas pétalas.Portanto, há razão para se acreditar na sugestão de BROWN& LEE2 que preconizam a presença de uma substânciaproduzida nas pétalas, facilitando o sucesso de vingamentodos frutos. Os cruzamentos e autopolinizações realizadosno presente estudo foram feitos por quatro operadores, oque poderia ter influenciado os dados de modosignificativo. Entretanto, a análise de x2 não mostroudiferenças significativas aos níveis de 5% e 1 % deprobabilidades, respectivamente, entre operadores.

CONCLUSÕES

A partir dos resultados apresentados no presente

trabalho, pode-se inferir as seguintes conclusões:- ambos os cruzamentos apresentaram maiores

índices de aproveitamento na primeira semana de florescimento

e a partir da segunda semana iniciou-se um declínio na

percentagem dos frutos víngados;- quando a linhagem com o mutante morfológico

planta vermelha foi utilizada como progenitor feminino,

observou-se que a percentagem de vingamento dos

cruzamentos foi mais elevada;- a linhagem mutante morfológica planta vermelha

apresentou maiores índices de aproveitamento nas duas

primeiras semanas do início da floração quando também, e, a

exemplo dos cruzamentos, iniciou-se o declínio. Compor-

tamento semelhante foi observado na linhagem com os

mutantes morfológicos bráctea "frego", folha "okra", mas os

valores iniciais de sucesso foram menores;- as observações deste trab~lho são muito

importantes para os melhoristas que desejam realizar

cruzamentos e autofecundações nas espécies de Gossypium:

é necessário realizar tais operações logo no início do período

de floração.

BmLIOGRAFIA CONSULTADA

4. GUINN, G. Water deficit and ethylene evolution by young

cotton bolls. Plant Phvsiol. v. 57, p. 403-405, 1976.

5. GUINN, G. Bloom production, ethylene evolution, and

boll abscission as affected by water deficit. In:

BEL TWIDE COTTON PRaDo RES. CONFERENCE,

Dallas, Texas. Proceedin!!s ... Dalas, Texas: National

Cotton Council, 1978. p.53.

6. HALL, W. C., TRUCHELUT ,G., B. LEINWEBER, C. L. et ai.

Ethylene production by cotton plants and its effectsunder experimental and field conditions. Plant Phvsiol.

,v. 10,p.306-317, 1957.7. HEILMAN, M. D., MEREDITH, F. I., GONZALES, C. L.

Ethylene production in the cotton plant (Gossypium

hirsutum L.) canopy and its effects on fruit abscission.

CroPSci.,v. II,p.25-27, 1971.8. KOHEL, R. J., LEWIS, C. F., RICHMOND, T. R. Isogenic

liDes in American Upland Cotton, Gossypium hirsutum

L: Preliminary Evaluation ofLint Measurementes. Ç!:QI!

~.,v.7,p.67-70, 1967.9. LEE, J. A. Cotton. In: FEHR, W. R., HADLEY, H. H.

(eds.). Hvbridization of CroD Plants. Madison,

Wisconsin,USA: American Society of Agronomy-

Crop Science Society of America, 1980, 13p. 3 13-

325.

10.LIPE, J.A., MORGAN, P. W. Ethylene: Role in fruitabscission

processes. Plant Phvsiol., v. 50, p. 759-764, 1972a.11. LIPE, J. A., MORGAN, P. W. Ethylene: Response of

fruit dehiscence to CO2 and reduced pressure.

Plant Phvsiol., v. 50, p. 765-768, 1972b.

12. MASON, T. G., Growth and abscission in sea island

cotton. Ann. Bot. , v. 36, p. 457-483,1922.

13. MORGAN, P. W., BEYER JÚNIOR, E. M., LIPE, J.

A. et ai.. Ethylene, a reguIator of cotton Ieaf shed

and boIl opening. In: BELTWIDE COTT. PRaDo

RES. CONFERENCE, AtIanta, Georgia.

Proceedin!!s ... AtIanta, Georgia: National Cotton

CounciI, 1971. p. 53.

I. ADDICOTT, F. T. Plant hormones in the control ofabscission. Biol. Rev. , v. 45, p. 485-524, 1970.

2. BROWN JÚNIOR, W., LEE, J. A. Effects ofemasculationon boll set in three stocks of cultivated Gossypium.

Crop Sci., v.16, p.599-601, 1976.3. EATON, F. M., ERGLE, D. R. Relationship ofseasonal

trends in carbohydrate and nitrogen levels andeffects of girdling and spraying with sucrose andurea to the nutritional interpretation ofboll sheddingin cotton. Plant Phvsiol., v. 28, p.503-520, 1953.

Ciência Agronõmica o Yolume26 o Número 1/20199515